鑄造工藝基礎與成本控制

一、鑄造工藝基礎

    鑄造工藝可分為三個基本部分，即鑄造金屬準備、鑄型準備和鑄件處理。 鑄造金屬是指鑄造生產中用于澆注鑄件的金屬材料，它是以一種金屬元素為主要成分，并加入其他金屬或非金屬元素而組成的合金，習慣上稱為鑄造合金，主要有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色合金。

1、鑄造生產的特點

    鑄造的成形是由液態凝結成固態的過程，是制造機械零件毛坯或零件的一種重要工藝方法，具有以下優點：

（1）能制造各種尺寸和形狀復雜的鑄件，特別是內腔復雜的鑄件。

（2）常用的金屬材料均可用鑄造方法制成鑄件，有些材料（如鑄鐵、青銅）只能用鑄造方法來制造零件。

（3）鑄造所用的原材料來源廣泛，價格低廉，并可回收應用，鑄造生產工藝設備費用小，因此鑄件生產成本低，在機器制造中應用十分廣泛， 如機床中為60%～80%。

（4）鑄件的形狀與零件尺寸較接近，可節省金屬的消耗，減少切削加工費用。

    鑄造生產的主要缺點：鑄造生產過程復雜，工序較多，常因鑄型材料、模具、鑄造合金、合金的熔煉與澆注等工藝過程難以綜合控制，而出現縮孔、縮松、砂眼、冷隔、裂紋等鑄造缺陷。因此鑄件質量不夠穩定，鑄件的力學性能不及同類材料的鍛件，因此鑄件多用于受力不大的零件。

2、鑄造的分類

    鑄造一般按造型方法來分類，習慣上分為砂型鑄造和特種鑄造。砂型鑄造包括濕砂型、干砂型、化學硬化砂型三類。特種鑄造按造型材料的不同，又可分為兩大類：一類以天然礦產砂石作為主要造型材料，如熔模鑄造、殼型鑄造、負壓鑄造、泥型鑄造、實型鑄造、陶瓷型鑄造等；一類以金屬作為主要鑄型材料，如金屬型鑄造、離心鑄造、連續鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造等。

二、鑄造質量與成本分析

    鑄件質量分析就是找出鑄件質量存在問題的原因和提高鑄件質量的途徑，鑄件成本分析就是找出影響鑄件成本的因素，提出降低成本、增加效益的途徑。

1、鑄件質量分析

    鑄件質量包括外觀質量、內在質量和使用質量。鑄件質量檢查的內容取決于對鑄件質量的要求。要根據鑄件的工作條件、技術要求以及缺陷的大小、多少和分布等，對缺陷進行分析。如果缺陷不影響鑄件的使用要求，應視為合格產品。

    鑒定鑄件的質量，不僅僅是為了發現缺陷和對質量進行分級，更重要的是要找出產生缺陷的原因，制定出預防缺陷產生的技術措施和組織措施。常見鑄件缺陷的特征和預防措施見下表。

2、鑄件成本分析

    鑄件的成本除與原材料成本、設計成本有關外，還應考慮其工藝成本，如模樣或鑄型的制造成本、鑄件的后續機加工成本、設備費用、原材料的利用率等因素。

（1）鑄造方法對成本的影響

    鑄造方法很多，應根據鑄件的結構特點、形狀、尺寸大小、合金種類、技術要求及設備等具體條件進行全面分析比較，合理選擇，才能達到優質、高產、低成本的目的。常見鑄造方法的特點及適用范圍見下表。

（2）生產批量對鑄件成本的影響

    中小型零件生產批量的大致劃分：單件：＜10件/年；小批：10～200件/年；中批：200～500件/年；大批：500～5000件/年；大量：＞5000件/年。單件和小批生產的鑄件，應盡量減少工裝、模樣、鑄型、設備的費用，但可允許有較大的加工余量；而對成批、大量生產的鑄件，則主要應考慮其生產率高，原材料利用率高，機加工余量小，但可適當增加工裝、模樣、鑄型等的開支。